实施例1 抗人禽流感病毒H5N1单链抗体的制备
(1)抗人禽流感病毒H5N1单链抗体噬菌体文库的构建
1)总RNA的分离:从禽流感H5N1愈后病人的10mL全血中,应用血液RNA提取试剂盒(Qiagen Corp)提取人总RNA。
2)合成人IgG轻、重链基因的cDNA第一链:以上步提取的RNA为模板,为了增加扩增的特异性,选用逆转录引物(HuIgG1-4H1FOR、HuCkFOR和HuCλFOR)特异性扩增获得人IgG1恒定区和轻链k、λ恒定区的cDNA第一链。
上述逆转录引物引序列为:
HuIgG1-4H1FOR:5'-GTC CAC CTT GGT GTT GCT GGG CTT-3'(SEQ ID NO:9);
HuCkFOR:5'-AGA CTC TCC CCT GTT GAA GCT CTT-3'(SEQ ID NO:10);
HuCλFOR:5'-TGA AGA TTC TGT AGG GGC CAC TGT CTT-3'(SEQ ID NO:11)。
3)抗体可变区VH、VL基因PCR扩增:以上步获得的cDNA为模板,设计引物扩增人VH、VL基因,将PCR扩增产物进行电泳检测,分别取约350 bp和320 bp的DNA条带进行纯化,分别获得VH、VL基因片段库。
4)VH 和VL拼接得scFv基因片段
将VH 、VL基因片段通过连接子进行PCR拼接,获得VH -连接子-VL基因片段,即单链抗体(single chain Fv,scFv)基因片段。
上述连接子的基因序列为:5'-GGTGGAGGCGGTTCAGGCGGAGGTTCTGGCGG
TGGCGGATCG-3'(SEQ ID NO:12)。
5)重组载体及重组菌的构建
将上述获得的scFv基因片段与噬菌体载体pCANTAB5E进行连接,并将连接产物转化大肠杆菌TG1,获得抗H5N1的单链抗基因库。
6)抗H5N1单链抗体噬菌体库的构建
将步骤5)中获得的重组大肠杆菌TG1加入2×YT-G培养基,混匀培养1 h,补氨苄、葡萄糖、辅助噬菌体M13KO7共培养1 h,5 000 r/min离心10 min沉淀感染细菌,用无菌生理盐水洗涤一次,最后用10 mL 2×YT-AK培养基悬浮,37 ℃,250 r/min培养过夜,将过夜菌5 000 r/min离心10 min沉淀菌体细胞,加入1 mL的2×YT培养液溶解沉淀,0.45 μm膜过滤,滤液即为抗H5N1噬菌体单链抗体库,4 ℃放置备用。
(2)抗人禽流感病毒H5N1单链抗体的筛选
用禽流感H5N1抗原蛋白 HA/NP包被ELISA板,对上述噬菌体单链抗体库进行筛选,结果发明,13个与HA蛋白有结合活性噬菌体抗体库OD值为0.243~0.827,13个与NP蛋白有结合活性噬菌体抗体库OD值为0.226~2.663。以上结果表明, 本实验构建的抗人禽流感病毒H5N1的人源scFv噬菌体抗体库,可以筛选出有效表达与禽流感H5N1 HA/NP蛋白特异性结合的可溶性单链抗体(scFv)。
为了保证本发明所制备的抗体能特异结合最新流行的禽流感毒株,本实验以灭活的、滴度为1:32的2010年的H5N1标准株(A/Hubei/1/2010)为靶蛋白,去筛选抗H5N1噬菌体单链抗体库,经过3轮筛选,从用第3轮洗脱液铺的平皿上随机挑选96个噬菌体抗体,扩大培养,用ELISA方法检测与Hubei/2011/H5N1的结合活性,结果显示共筛选到14株噬菌体抗体克隆能与灭活的Hubei/2011/H5N1特异结合。
对上述筛选到的14株阳性噬菌体克隆进行PCR扩增,结果显示每一种抗体分子都扩增到了长度为527bp的重链基因、368bp的轻链基因和935bp的轻链-连接子-重链的基因片段,说明筛选到的阳性噬菌体抗体克隆都***了正确的重组抗体分子片段。测序结果显示14株抗体序列中共包括了4条不同序列的单链抗体片段A1、A10、B9和F11。
请给出抗体片段A1、A10、B9和F11的完整氨基酸序列。
对筛选到的单链抗体片段A1、A10、B9和F11这4个阳性单链抗体(scFV)分子进行***片段的全序列测定,单链抗体片段A1、A10、B9和F11的氨基酸序列分别为SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:2、SEQ ID NO:3、SEQ ID NO:4所示,A1、A10、B9和F11的核苷酸序列分别为SEQ ID NO:5、SEQ ID NO:6、SEQ ID NO:7、SEQ ID NO:8所示。通过对序列的分析发现这4条单链抗体片段,在轻链的两个抗原表位47-56位和96-99位的氨基酸组成不同,在重链的两个抗原表位44-47位和85-89位的氨基酸组成不同。(如表1所示)。
表1本发明4个单链抗体(scFV)的重链、轻链氨基酸的区别
4)单链抗体的诱导表达及验证
1. SDS-PAGE实验
1)用阳性噬菌体液10μl侵染200 μl对数期的TG1菌(A600是0.4),37 ℃放置30 min,将菌液按照1∶102、1∶104和1∶106比例进行稀释,涂布50 μl稀释液于TYE平板上(含100 μg/ml ampicillin 和1 % glucose)37 ℃过夜培养生长;
2)接种单克隆于5ml 2×TY(含100 μg/ml ampicillin和1 % glucose),37 ℃,250 r/min 摇床中生长到A600 为0.4;
3)加入5×1010辅助噬菌体于10 ml上述培养液中,37 ℃水浴30 min,5,000rpm离心10 min,重悬沉淀于200 ml的2×TY(含100 μg/ml ampicilli、50 μg/ml kanamycin和0.1 % glucose),30℃,250 r/min摇床过夜培养;
4)5,000rpm离心过夜菌液15 min,收集上清加入体积比为20 %的PEG/NaCl (Polyethylene glycol 6000, 2.5 mol/L NaCl)振荡混匀,冰浴1 h。
5)5,000rpm离心30 min,弃上清,用2 ml PBS重悬沉淀,12,000rpm离心10 min,收集上清为扩增到的阳性噬菌体抗体克隆,用SDS-PAGE电泳检测表达的抗体。
检测结果如图1所示,从中可以看出4种阳性噬菌体中均能表达相应的抗体蛋白,分子量约为31kDa,大小与预期相符合。
2.噬菌体单链抗体分子抑制血清中抗H5N1抗体与灭活H5N1抗原的结合活性
1)抗H5N1抗体的阳性血清的稀释,在血凝板的每孔中加入25ul PBS,加入25ul的抗H5N1抗体的阳性血清,做2倍系列稀释血清,共做8个稀释度。
2)灭活抗原处理,稀释灭活的A/Hubei/1/2010的H5N1标准株为4个血凝单位抗原,按1:1的浓度分别与噬菌体单链抗体(A1、A10、B9和F11)溶液混合,37 ℃作用30min。
3)免疫反应,将25ul抗原抗体混合液加入血清孔中,混匀后室温孵育20min,每孔加入50ul 1%公鸡红细胞悬液,轻弹血凝板,是红细胞与病毒充分混合。同时每个孔设置阳性对照(25ul抗原)和阴性对照(25ul噬菌体抗体溶液)
4)室温孵育60min后,观察红细胞凝集抑制实验,发现噬菌体单链抗体A1、A10、B9和F11使阳性血清对H5N1抗原的抑制效价从1:160分别提高到1:640、1:320、1:1280和1:640,噬菌体单链抗体(A1、A10、B9和F11)结合了抗原的活性位点,从而部分抑制了抗原与血清中阳性抗体的结合活性。
实施例10临床应用实验
取一养鸡场的90只经检验合格的健康肉鸡的血清样本,标记备用;取168只发热、呼吸困难、食欲不振等症状的病鸡的血清样本,分别标记备用。
具体检测步骤:同实施例9。
结果显示90个健康肉鸡H5N1阳性样本个数为1,阴性样本个数为89,检测准确率为98.9%;168个病鸡H5N1阳性样本个数为35,阴性样本个数为133;对35个H5N1阳性样本进行荧光定量PCR检测,结果显示全为H5N1阳性;对133个H5N1阴性样本进行荧光定量PCR检测,结果显示有8个H5N1阳性样本,125个H5N1阴性样本,检测准确率为95.2%;总检测准确率为96.5%。
为本领域的专业技术人员容易理解,以上所述仅为本发明专利的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均落在本发明要求的保护范围之内。
<110> 广州优迪生物科技有限公司
<120> 高致病性禽流感病毒H5N1的时间分辨荧光免疫检测试剂盒
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